Рассматривается Simulink-модель, позволяющая рассчитывать переходные процессы объектов, описываемых с помощью переходной функции при любом виде входного воздействия. Описывается алгоритм работы S-функции, выполняющей расчет с помощью интеграла Дюамеля. Приводятся результаты расчетов. Даются рекомендации по заданию параметров модели. Формулируется вывод о возможности применения модели для расчета динамических режимов.

Ключевые слова: имитационное моделирование, Simulink, переходная характеристика, ступенчатая функция, S-функция, интеграл Дюамеля, модельное время

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В статье излагаются математические основы частотно-временного анализа сигналов с использованием алгоритмов Empirical Mode Decomposition (EMD), Intrinsic Time-Scale Decomposition (ITD) и Variational Mode Decomposition (VMD). Рассматриваются синтетические и реальные сигналы, искаженные аддитивным белым гауссовским шумом с различным отношением сигнал/шум. Произведено комплексное сравнение алгоритмов EMD, ITD и VMD. Исследована возможность применения этих алгоритмов в задачах очистки сигналов от шума и спектрального анализа. Произведена оценка времени выполнения алгоритмов и стабильности вычислений.

Ключевые слова: частотно-временной анализ, очистка от шума, декомпозиция, мода, преобразование Гильберта-Хуанга, Empirical Mode Decomposition, Intrinsic Time-Scale Decomposition, Variational Mode Decomposition

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В статье представлены основные этапы и рекомендаций по разработке информационно-аналитической системы (ИАС) на основе геоинформационных систем (ГИС) в сфере рационального управления лесными ресурсами, обеспечивающей обработку, хранение и представление информации о лесных древесных ресурсах, а также описание некоторых частных примеров реализации ее отдельных компонентов и цифровых технологий. Рассмотрены такие этапы разработки ИАС: этап сбора и структурирования данных о лесных древесных ресурсах; этап обоснования типа программной реализации ИАС; этап выбора оборудования; этап разработки блока анализа и обработки данных; этап разработки архитектуры взаимодействия блоков ИАС; этап разработки интерфейса приложения ИАС; этап тестирования ИАС. Взаимодействие между клиентской и серверной частью предлагается реализовывать на основе технологии Asynchronous JavaScript and XML (AJAX). Библиотеки «Leaflet» с открытым исходным кодом рекомендуется использовать для визуализации геоданных. Для хранения больших объемов данных на сервере предложено использовать систему управления базой данных SQLite. Предложенные подходы могут найти применение при создании ИАС для формирования управленческих решений в сфере рационального управления лесными древесными ресурсами.

Ключевые слова: геоинформационные системы, лесные ресурсы, методика, веб-приложение, технология AJAX, SQLite, Leaflet, обработка информации

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В условиях цифровизации строительства и импортозамещения, наблюдается растущий переход на отечественное программное обеспечение. Необходимым является построение открытой цифровой экосистемы на базе СОД. На каждом этапе строительства нужны дополнительные продукты, в том числе САПР, ТИМ. Рассматривается опыт интеграции систем российского производства для задач информационного моделирования объектов транспортной инфраструктуры и дорожного строительства. В рамках работы выполнена интеграция СОД Vitro-CAD и программного комплекса «Топоматик Robur». Осуществлена организация коллективной работы участников проекта строительства в едином информационном пространстве. Установлена эффективность работы участников проекта за счет освобождения от рутинных операций. Опыт интеграции показал, что связка СОД Vitro-CAD и «Топоматик Robur» позволяет эффективно управлять данными проекта, хранить файлы с возможностью отслеживания версий, согласовывать документацию и выдавать замечания.

Ключевые слова: среда общих данных, информационное пространство, информационная модель, цифровая экосистема, система автоматизированного проектирования, технология информационного моделирования, автоматизация, интеграция, импортозамещение, программный комплекс

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

При оценке работ студентов особенно актуальным становится анализ текстовых работы, в частности анализ программного кода. В статье рассмотрен подход для оценки динамики изменения признаков программного кода студентов. Проанализированы различные метрики программного кода и выделены ключевые: количественные, метрики сложности потока управления программы, индикатор качества TIOBE. Для определения порогового значения по каждой из метрик и их категоризации использован набор текстовых данных с исходными кодами программ, размещённых на сайте, посвящённому практическому программированию. Полученные результаты были использованы для проведения анализа программных кодов студентов с помощью разработанного сервиса, позволяющего оценить работы по ключевым признакам, увидеть динамику изменения показателей программного кода, понять положение студента в группе с точки зрения полученных значений.

Ключевые слова: машинное обучение, анализ текстовых данных, анализ программного кода, цифровой след, визуализация данных

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Данная статья рассматривает два из наиболее применимых алгоритмов построения дерева доминаторов в контексте статического анализа кода на языке программирования Solidity. Оба алгоритма: итеративный алгоритм Cooper, Harvey, Kennedy и алгоритм Lengauer-Tarjan считаются эффективными и широко используются на практике. В статье производится сравнение алгоритмов, оценка их сложности и выбор наиболее предпочтительного в контексте данного языка. Для сравнения были использованы критерии, такие как время выполнения и использование памяти. Итеративный алгоритм Cooper, Harvey, Kennedy показал более высокую производительность при работе с небольшими проектами, в то время как алгоритм Lengauer-Tarjan лучше справился с анализом более крупных проектов. Однако, в целом, итеративный алгоритм Cooper, Harvey, Kennedy оказался более предпочтительным в контексте Solidity, так как он показал более высокую эффективность и точность при анализе смарт-контрактов на данном языке программирования. В заключение, данная статья может быть полезна для разработчиков и исследователей, которые занимаются статическим анализом кода на языке Solidity, и которые могут использовать результаты и выводы данного исследования в своей работе.

Ключевые слова: дерево доминаторов, Solidity, сравнение алгоритмов

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье исследуются вероятностные характеристики замкнутых систем массового обслуживания с ожиданием и входящим потоком «терпеливых» и «нетерпеливых» требований. Уникальность работы заключается в анализе системы с трехкомпонентной структурой входящего потока требований, что позволяет провести более детальный анализ динамики обслуживания и поведения заявок в условиях ограничений на время ожидания. Выведены основные аналитические выражения для определения вероятностных характеристик, а также для определения основных показателей эффективности работы системы. Результаты работы представляют интерес как для теоретического изучения систем массового обслуживания, так и для практического применения в области оптимизации управления потоками заявок.

Ключевые слова: ожидание, очередь, обслуживание, марковский процесс, система массового обслуживания с ограничениями, поток заявок, имитационное моделирование, математическая модель

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Разливы нефтепродуктов требуют своевременных мероприятий по устранению причин возникновения и нейтрализации последствий. Для выработки конкретных технологических решений в целях ликвидации разливов нефтепродуктов перспективно применение ситуационного подхода. Важным становится структурировать описание возможных ситуаций и формирование представления решений. В данной работе представляются результаты выполнения этих задач. Предложена структура для представления ситуаций при разливах нефтепродуктов на основе дерева ситуаций, дается описание алгоритма ситуационного вывода решений с использованием этой структуры, предлагаются параметры описания ситуаций при разливах нефтепродуктов и представление решений. Дерево ситуаций позволяет сформировать представление ситуаций на основе анализа различной исходной информации. Этот подход дает возможность в оперативном режиме уточнить параметры и подобрать схожие ситуации из базы знаний, решения которых может быть использовано в сложившейся нежелательной ситуации.

Ключевые слова: принятие решений, ситуационный метод, case-based reasoning, ликвидация разлива нефти, разлив нефтепродуктов, поддержка принятия решений, дерево ситуаций

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В статье рассматривается возможность моделирования алгоритма машинного обучения «случайный лес» с применением математического аппарата теории сетей Петри. Предложенный подход базируется на использовании трех видов расширений сетей Петри: классического, цветных сетей, а также вложенных сетей. Для этого в работе рассматривается общая структура деревьев решений и правила построения моделей на основе двудольного направленного графа с последующим переходом на алгоритм машинного обучения «случайный лес». В статье приведены примеры моделирования данного алгоритма сетями Петри с формированием дерева достижимых маркировок, которое соответствует работе как деревьев решений, так и «случайному лесу».

Ключевые слова: сеть Петри, дерево решений, случайный лес, машинное обучение, теория сетей Петри, двудольный направленный граф, интеллектуальные системы, эволюционные алгоритмы, системы поддержки принятия решений, математическое моделирование, теория графов

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Многие современные системы обработки информации и управления для различных областей базируются на программно-аппаратных средствах обработки и анализа изображений. При этом часто необходимо обеспечить хранение и передачу больших наборов данных, в том числе коллекций изображений. Для уменьшения объема требуемой памяти и увеличения скорости передачи информации применяются технологии сжатия данных. К настоящему времени разработаны и применяются подходы, основанные на использовании дискретных вейвлет-преобразований. Достоинством данных преобразований является возможность локализовать точки изменения яркости на изображениях. Соответствующие таким точкам детализирующие коэффициенты вносят значимый вклад в энергию изображения. Этот вклад можно оценить количественно в виде весов, анализ которых позволяет определить способ квантования коэффициентов вейвлет-преобразования в предложенном методе сжатия с потерями. Описанный в статье подход соответствует общей схеме сжатия изображений и предусматривает этапы преобразования, квантования и кодирования. Он обеспечивает хорошие показатели сжатия и может быть использован в системах обработки информации и управления.

Ключевые слова: обработка изображений, сжатие изображений, избыточность в изображениях, общая схема сжатия изображений, вейвлет-преобразование, сжатие на основе вейвлет-преобразования, весовая модель, значимость детализирующих коэффициентов, квантование

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Работа посвящена разработке и анализу алгоритмов компьютерного зрения, предназначенных для распознавания объектов в условиях ограниченной видимости, таких как туман, дождь или недостаточное освещение. В условиях современных требований к безопасности и автоматизации, задача идентификации объектов становится особенно актуальной. Рассмотрены теоретические основы методов компьютерного зрения и их применения в сложных условиях. Проведен анализ алгоритмов обработки изображений, включая методы машинного обучения и глубокого обучения, которые адаптированы для работы в условиях плохой видимости. Представлены результаты экспериментов, демонстрирующие эффективность предложенных подходов, а также сравнение с существующими системами распознавания. Результаты исследования могут быть полезны при разработке автономных транспортных средств и систем видеонаблюдения.

Ключевые слова: компьютерное зрение, математическое моделирование, программный комплекс, методы машинного обучения, автономные транспортные системы

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В системах мониторинга, диагностики и распознавания состояния важным аспектом является уменьшение объема данных измеренных сигналов для их передачи или накопления в информационных базах с возможностью восстановления без существенных искажений. Особым видом сигналов при этом являются пакетные сигналы, которые представляют наборы гармоник с кратными частотами и с четко выделяемым периодом. Подобного вида сигналы характерны для механических, электромагнитных, электромеханических систем. Рассматривается ряд моделей редукции, в частности: модель дискретного преобразования Фурье с модифицированной формулой восстановления непрерывного сигнала, модель на основе разложения по окаймляющим функциям и модель дискретного косинусного преобразования. Сопоставление моделей осуществляется по вычислительной сложности, степени редукции, погрешности восстановления. Выявлены особенности и случаи эффективного применения каждой из моделей для пакетных сигналов.

Ключевые слова: модель редукции, измеренный пакетный сигнал, дискретное косинусное преобразование, разложение по окаймляющим функциям, оценка качества редукции

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Представлен метод характеризации закона распределения свойством максимума энтропии, предназначенный для моделирования определяющего параметра (случайной величины) сложных технических систем с метрологическим обеспечением. В отличие от классического метода характеризации предлагаемый метод основан на использовании неравенств Чебышева вместо ограничений на статистические моменты. Описан алгоритм построения функции распределения определяющего параметра. Дается сравнение результатов построения законов распределения с использованием разработанного метода и с использованием классического вариационного исчисления.

Ключевые слова: полумарковская модель, средство измерений, поверка, оперативный автоматизированный контроль состояния

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.5 - Математическое и программное обеспечение вычислительных систем, комплексов и компьютерных сетей

При оперативной диагностике и распознавании состояний сложных технических систем важной является задача выявления малых детерминированных во времени изменений сложных измеряемых диагностических сигналов контролируемого объекта. Для этих целей сигнал преобразуют в малоразмерный образ в диагностическом признаковом пространстве, перемещающийся по разным по форме траекториям, в зависимости от характера и величины изменений. Были обнаружены аналитические функциональные зависимости, связывающие конкретный вид изменения сигнала с формой траектории движения образа в признаковом пространстве. Предложенный траекторный подход упрощает идентификацию, оперативную диагностику и мониторинг состояния объектов, в частности, при низкочастотной диагностике и дефектоскопии конструкций, вибродиагностике, контроле напряженного состояния объекта по анализу временных характеристик функций отклика на воздействие и т.п.

Ключевые слова: моделирование, траектории движения образов, функциональные зависимости, малозаметные изменения сложных сигналов, аналитическое описание траекторий

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В статье решается задача автоматизированного формирования пользовательских ролей с применением методов машинного обучения. Для решения задачи используются методы кластерного анализа данных, реализованные на языке Python в среде разработки Google Colab. На основе полученных результатов разработана и апробирована методика формирования пользовательских ролей, позволяющая сократить время формирования ролевой модели управления доступом.

Ключевые слова: машинное обучение, ролевая модель управления доступом, кластеризация, метод k-средних, иерархическая кластеризация, метод DBSCAN

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность

Данная статья посвящена разработке методики обнаружения столкновений с использованием полигональной сетки и нейронных сетей. Столкновения являются важным аспектом реалистичного моделирования физического взаимодействия. Традиционные методы обнаружения столкновений имеют определенные ограничения, связанные с точностью вычислений и вычислительной сложностью. Предлагается новый подход, основанный на использовании нейронных сетей для обнаружения столкновений с полигональными сетками. Нейронные сети показали отличные результаты в различных задачах компьютерного зрения и обработки изображений, и в данном контексте они могут быть эффективно применены для анализа полигональных моделей и выявления столкновений. Основная идея методики заключается в обучении нейронной сети на большом наборе данных, содержащем информацию о геометрии объектов и их движении для автоматического обнаружения столкновений. Для обучения сети необходимо создать специальный модуль, ответственный за хранение и подготовку датасета. Этот модуль будет обеспечивать сбор, структурирование и хранение данных о полигональных моделях, их движениях и столкновениях. Работа включает разработку и апробацию алгоритма обучения нейронной сети на созданном датасете, а также оценку качества предсказаний сети в контролируемой среде с различными условиями столкновения.

Ключевые слова: моделирование, методика обнаружения столкновений с использованием полигональной сетки и нейронных сетей, датасет, оценка качества предсказаний сети

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В работе рассмотрена имитационная модель работы веб-сервера Apache HTTP Server как системы массового обслуживания, проведено сравнение параметров соответствующей системы и Apache HTTP Server с использованием среды GPSS World. Для сравнения модели с реальным веб-сервером был развернут тестовый сервер. Генерация запросов и сбор статистики был осуществлен программой Apache JMeter. Было приведено сравнение обоих отчетов, указаны различия в характеристиках, и изложены предположения о причинах наличия расхождений. Модель может быть применена для установления требований к Apache HTTP Server с целью оптимизации его работы.

Ключевые слова: имитационное моделирование, система массового обслуживания, характеристики эффективности, тестовый сервер, поток заявок, каналы обслуживания, очередь

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В настоящий момент технология квантового распределения ключей (КРК) гарантирует наивысший уровень безопасности обмена данными, что делает сети КРК одним из самых перспективных направлений в области компьютерной безопасности. К сожалению, проблема оптимизации топологии при планировании и расширении сетей КРК не привлекла достаточного внимания. В данной работе проводится обзор исследований, использующих аналитические модели, в задаче оптимизации топологии сетей квантового распределения ключей. Рассматриваются методы, решающие задачи максимизации пропускной способности и безопасности при минимальных затратах, описываются используемые алгоритмы, а также делаются выводы о возможных дальнейших исследованиях в данной области.

Ключевые слова: квантовое распределение ключей, математическое моделирование, топология сети, аналитическое моделирование, оптимизация топологии

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность

В статье рассматривается анализ влияния типов преобразований на качество обучения нейросетевых моделей классификации, а также предлагается новый подход к расширению наборов изображений при помощи обучения с подкреплением.

Ключевые слова: нейросетевая модель, обучающий набор данных, расширение набора данных, преобразование изображений, точность распознавания, обучение с подкреплением, вектор изображений

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В данной статье исследуются эффективность метода полей расстояний для построения трехмерной графики в сравнении с традиционным полигональным подходом. Основное внимание уделяется использованию аналитического представления моделей, что позволяет определить кратчайшее расстояние до объектов сцены и обеспечивает высокую скорость даже на слабом оборудовании. Сравнительный анализ проводится по возможности широкой детализации модели, применимости различных источников освещения, отображению отражений и трансформации моделей. В заключении делаются выводы о перспективности метода полей расстояний для построения трехмерной графики, особенно в системах отрисовки в реальном времени. Также подчеркивается, что дальнейшие исследования и разработки в этой области являются актуальными. В рамках работы была реализована универсальная программная реализация метода полей расстояний.

Ключевые слова: компьютерная графика, рендеринг, трехмерная графика, ray marching, полигональная графика, развитие трехмерной графики, моделирование, 3D–модели

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В статье описывается методика разработки клиент-серверного приложения, предназначенного для конструирования виртуального музея. Подробно рассмотрено создание серверной части приложения с функциями обработки и выполнения запросов клиентский части, а также создание базы данных и взаимодействия с ней. Клиентская часть разработана при помощи фреймворка Angular и языка TypeScript, трехмерная реализация основывается на библиотеке three.js, которая является надстройкой технологии WebGL. Серверная часть разработана на платформе ASP.NET Core на языке C#. Схема база данных основана на подходе Code-First с использованием Entity Framework Core. В качестве системы управления базы данных используется Microsoft SQL Server.

Ключевые слова: клиент-серверное приложение, конструктор виртуального тура, виртуальный музей, библиотека three.js, фреймворк, Angular, ASP.NET Core, Entity Framework Core, Code First, WebGL

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

Статья посвящена разработке алгоритма трехмерной реконструкции местности на основе одиночных спутниковых снимков. Предлагаемый метод основан на алгоритмическом формировании трехмерных моделей на основе выходных данных двух моделей глубокого обучения для решения задач восстановления высот и инстанс-сегментации соответственно. В работе также представлены методы обработки больших спутниковых изображений моделями глубокого обучения. Предложенный в рамках работы алгоритм позволяет значительно снизить требования к входным данным в задаче трехмерной реконструкции.

Ключевые слова: трехмерная реконструкция, глубокое обучение, компьютерное зрение, восстановление высот, сегментация, определение глубины, аппроксимация контуров

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В работе предложен гибридный мультиагентный алгоритм поиска решений, содержащего процедуры, моделирующие поведение пчелиной колонии, роя агентов и методов ко-эволюции, с реконфигурируемой архитектурой. В основу разработанного гибридного алгоритма, положен иерархический много популяционный подход, позволяющий с помощью разнообразия совокупности решений, расширять области поиска решений. Представлены формулировки метаэвристики пчелиной колонии и роя агентов канонического вида. В качестве меры сходства двух решений используется аффинность – мера эквивалентности, родственности (сходства, близости) двух решений. Раскрыт принцип действия и применения оператора направленной мутации. Приведено описание модифицированной парадигмы хромосомного роя, который, обеспечивает возможность поиска решений с целочисленными значениями параметров в отличие от канонических методов. Временная сложность алгоритма составляет О(n2)-О(n3).

Ключевые слова: рой агентов, пчелиная колония, ко-эволюция, пространство поиска, гибридизация, реконфигурируемая архитектура

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации

В статье предложен вариант разработки светодизайн-проектов наружного архитектурного освещения. На основе моделирования светораспределения в программе DIALux 4.13 с использованием конкретных осветительных приборов созданы кисти, имитирующие световые эффекты от реальных осветительных приборов. Создан вариант эскиза наружного архитектурного освещения средствами Adobe Photoshop с реализацией приема локального освещения на примере здания драматического театра. Используя трехмерную модель объекта, создан светодизайн проект в программе DIALux EVO. Предложенный метод создания скетчей полезен в профессиональной деятельности, связанной с разработкой эскизов светодизайн-проектов по их качественным фотографиям без необходимости разработки трехмерных моделей, для концептуальных предложений фрагментов городской световой среды и ландшафтных территорий. После разработки базы кистей (на основе реальных светораспределений осветительных приборов), возможно создание эскизов архитектурного освещения зданий, реализующих различные приемы освещения.

Ключевые слова: adobe photoshop, dialux 4.13, dialux evo, эскиз, кисть, фасад здания, наружное архитектурное освещение, световой эффект, прием освещения, концепция архитектурного освещения

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.12 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности

Статья посвящена рассмотрению методов многокритериальной оптимизации по Парето, построенных на основе генетических алгоритмов. Рассмотрены методы NSGA-III и AGE-MOEA-II, дан их сравнительный анализ. Полученные результаты важны как для теоретических исследований в области генетических алгоритмов, так и для практического применения в инженерии и других сферах, где многокритериальная оптимизация играет ключевую роль.

Ключевые слова: задача многокритериальной оптимизации, фронт Парето, генетический алгоритм, NSGA-III, AGE-MOEA-II

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ